Agregat prądotwórczy z automatyką SZR - jak działa zasilanie awaryjne?

Awaria sieci energetycznej nie zawsze oznacza jedynie zgaszone oświetlenie. W zakładzie produkcyjnym może zatrzymać maszyny, w centrum logistycznym systemy sterowania i chłodzenia, a w serwerowni infrastrukturę IT. Im większe znaczenie ma ciągłość pracy obiektu, tym ważniejsze staje się odpowiednio zaprojektowane zasilanie rezerwowe.

Jednym z najczęściej stosowanych rozwiązań jest agregat prądotwórczy współpracujący z automatyką SZR, czyli układem samoczynnego załączania rezerwy.

Jego zadanie polega na wykryciu problemu z podstawowym źródłem energii, uruchomieniu agregatu i automatycznym przełączeniu instalacji na zasilanie rezerwowe. Po powrocie prawidłowych parametrów sieci układ może ponownie przełączyć odbiorniki na źródło podstawowe i zatrzymać agregat.

W ofercie MPS Elektro znajdują się profesjonalne agregaty prądotwórcze Emonter przeznaczone do zasilania awaryjnego i rezerwowego. Dostępne jednostki mogą współpracować z automatyką SZR/ATS, a ich konfiguracja jest dobierana do potrzeb konkretnej inwestycji.

Co oznacza skrót SZR?

SZR oznacza samoczynne załączanie rezerwy. W terminologii anglojęzycznej często spotyka się określenia ATS - Automatic Transfer Switch lub szerzej ATSE - Automatic Transfer Switching Equipment.

Zadaniem takiego systemu jest przełączanie odbiorników pomiędzy co najmniej dwoma źródłami energii. W typowej instalacji z agregatem są nimi:

• podstawowe zasilanie z sieci elektroenergetycznej,
• rezerwowe zasilanie z agregatu prądotwórczego.

Aktualna IEC 60947-6-1:2026 obejmuje urządzenia przełączające TSE, w tym automatyczne urządzenia ATSE oraz niezależne sterowniki ATS stosowane do przenoszenia obciążenia pomiędzy źródłami zasilania.

W praktyce SZR to jednak więcej niż sam przełącznik. System może obejmować również:

• kontrolę napięcia i częstotliwości,
• sterownik,
• automatykę rozruchu agregatu,
• urządzenie przełączające źródła,
• blokady mechaniczne i elektryczne,
• aparaturę zabezpieczającą,
• sygnalizację stanów,
• komunikację z systemem BMS lub monitoringiem,
• sterowanie odbiornikami według ich priorytetu.

Jak działa agregat z automatyką SZR?

Najłatwiej przedstawić to jako kolejne etapy.

1. Normalna praca z sieci

Podczas normalnej pracy budynek jest zasilany z sieci elektroenergetycznej. Agregat pozostaje w gotowości, a automatyka kontroluje parametry podstawowego źródła.

Układ może monitorować między innymi:

• obecność napięcia,
• poziom napięcia,
• kolejność i obecność faz,
• częstotliwość,
• asymetrię lub inne parametry przewidziane przez projekt.

2. Wykrycie awarii

Jeżeli napięcie zaniknie albo jego parametry znajdą się poza ustawionym zakresem, sterownik rozpoznaje stan awaryjny.

Nie zawsze oznacza to natychmiastowe uruchomienie generatora. Stosuje się opóźnienie czasowe, które pozwala uniknąć niepotrzebnego startu agregatu przy bardzo krótkim zaniku lub chwilowym zakłóceniu sieci.

3. Uruchomienie agregatu

Jeżeli nieprawidłowy stan nadal występuje, sterownik wysyła sygnał startowy do zespołu prądotwórczego.

Silnik zostaje uruchomiony, a prądnica zaczyna wytwarzać energię.

Automatyka nie powinna podłączyć odbiorników natychmiast po pierwszym obrocie silnika. Najpierw sprawdzane jest osiągnięcie wymaganych parametrów napięcia i częstotliwości.

4. Przełączenie obciążenia

Gdy agregat osiągnie wymagane parametry, układ przełączający odłącza instalację od źródła podstawowego i załącza źródło rezerwowe.

Odbiorniki zaczynają być zasilane z agregatu.

W standardowym układzie z otwartym przejściem oba źródła nie są łączone równolegle podczas przełączania. Rozwiązania z przejściem zamkniętym istnieją, ale wymagają odpowiedniej aparatury i projektu - aktualna IEC 60947-6-1 zawiera osobne wymagania dla ATSE z możliwością closed transition.

5. Praca awaryjna

Agregat zasila wybrane obwody do czasu powrotu podstawowego źródła.

W zależności od projektu mogą pracować:

• wszystkie odbiorniki,
• wyłącznie obwody krytyczne,
• odbiorniki dołączane kolejno,
• urządzenia podzielone na kilka poziomów priorytetów.

6. Powrót sieci

Po pojawieniu się napięcia sieciowego sterownik sprawdza, czy jego parametry są stabilne.

Zwykle stosuje się opóźnienie, aby nie przełączać instalacji z powrotem przy chwilowym, niestabilnym powrocie energii.

7. Powrót na źródło podstawowe

Po potwierdzeniu stabilności sieci SZR przełącza odbiorniki z agregatu na źródło podstawowe.

Agregat może jeszcze przez pewien czas pracować bez obciążenia zgodnie z zaprogramowaną sekwencją, zanim zostanie zatrzymany.

Schemat działania SZR

Czy agregat z SZR zapewnia zasilanie bez przerwy?

To bardzo ważne: agregat z klasyczną automatyką SZR nie jest zasilaniem bezprzerwowym.

Pomiędzy zanikiem sieci a przejęciem obciążenia musi nastąpić:

1. wykrycie awarii,
2. potwierdzenie jej przez automatykę,
3. uruchomienie silnika,
4. osiągnięcie właściwych obrotów,
5. ustabilizowanie napięcia i częstotliwości,
6. przełączenie źródła.

W efekcie występuje przerwa w zasilaniu. Jej długość zależy od agregatu, ustawień automatyki, konstrukcji SZR oraz wymagań obiektu.

Dla oświetlenia hali lub wielu maszyn kilkusekundowa przerwa może być akceptowalna. Dla serwera, sterownika PLC, urządzenia telekomunikacyjnego czy części systemów bezpieczeństwa nawet taka przerwa może być zbyt długa.

SZR i UPS - dlaczego często powinny współpracować?

W serwerowniach, centrach danych, systemach automatyki i innych instalacjach krytycznych agregat jest często łączony z UPS-em.

Oba urządzenia rozwiązują inny problem.

UPS podtrzymuje krytyczne odbiorniki podczas czasu potrzebnego na uruchomienie agregatu i przełączenie SZR.

Po przejęciu zasilania przez generator UPS może nadal stabilizować zasilanie urządzeń znajdujących się za nim i pracować jako element całego systemu ciągłości zasilania.

W serwerowni warto więc myśleć nie o wyborze „UPS albo agregat”, ale o współpracy obu technologii.

Jak długo trwa przełączenie na agregat?

Nie istnieje jedna wartość właściwa dla wszystkich systemów.

Czas zależy między innymi od:

• ustawionego opóźnienia wykrycia zaniku,
• czasu rozruchu silnika,
• warunków atmosferycznych,
• stanu akumulatora rozruchowego,
• czasu osiągnięcia wymaganych obrotów,
• stabilizacji napięcia i częstotliwości,
• ustawień sterownika,
• parametrów układu przełączającego.

Projektant powinien najpierw ustalić, jaką przerwę mogą zaakceptować poszczególne odbiorniki.

Dopiero na tej podstawie można zdecydować, które urządzenia wymagają UPS-u, które mogą oczekiwać na uruchomienie agregatu, a które w ogóle nie muszą być zasilane w czasie awarii.

Jak dobrać moc agregatu współpracującego z SZR?

Automatyczny start nie zmienia podstawowych zasad doboru mocy agregatu.

Trzeba uwzględnić:

• moc odbiorników,
• współczynnik jednoczesności,
• odbiorniki jedno- i trójfazowe,
• prądy rozruchowe silników,
• sprężarki i pompy,
• falowniki,
• UPS-y,
• urządzenia elektroniczne,
• kolejność załączania obciążeń,
• możliwość przyszłej rozbudowy.

Wcześniejszy poradnik MPS Elektro „Jak dobrać agregat prądotwórczy do firmy, warsztatu lub placu budowy?” szczegółowo omawia moc znamionową, moc rozruchową, kW i kVA, liczbę faz oraz czas pracy agregatu.

Jak dobrać agregat prądotwórczy do firmy, warsztatu lub placu budowy?

Nie zawsze trzeba zasilać cały obiekt

Przy projektowaniu zasilania awaryjnego warto zadać pytanie: co rzeczywiście musi działać podczas awarii?

Załóżmy, że zakład ma moc zainstalowaną znacznie większą niż typowe zapotrzebowanie najważniejszych procesów.

Z agregatu mogą być wtedy zasilane jedynie:

• sterowanie procesu,
• część produkcji,
• oświetlenie podstawowe,
• system IT,
• monitoring,
• kontrola dostępu,
• pompy,
• wentylacja technologiczna,
• chłodzenie,
• urządzenia potrzebne do bezpiecznego zatrzymania procesu.

Ogrzewanie elektryczne, część klimatyzacji, urządzenia socjalne czy mniej istotne maszyny mogą zostać czasowo odłączone.

Taki podział pozwala ograniczyć wymaganą moc agregatu oraz lepiej zarządzać dostępną energią.

Sekwencyjne załączanie odbiorników

Jednym z najważniejszych elementów profesjonalnego systemu jest kontrolowanie kolejności powrotu urządzeń.

Jeżeli po przełączeniu SZR wszystkie silniki, pompy, sprężarki i klimatyzatory uruchomią się jednocześnie, chwilowe zapotrzebowanie może być znacznie większe niż podczas normalnej pracy.

Dlatego odbiorniki można załączać etapami.

Przykładowa kolejność:

• systemy sterujące i bezpieczeństwa,
• podstawowe oświetlenie,
• infrastruktura IT,
• wentylacja i pompy,
• urządzenia technologiczne,
• odbiorniki o niższym priorytecie.

Pozwala to ograniczyć jednoczesne prądy rozruchowe i lepiej wykorzystać moc generatora.

Jakie odbiorniki wymagają szczególnej uwagi?

Silniki

Przy bezpośrednim rozruchu mogą generować duży chwilowy pobór prądu. Dotyczy to między innymi pomp, wentylatorów i sprężarek.

Falowniki

Nowoczesne napędy mogą mieć specyficzne wymagania dotyczące jakości zasilania i charakteru obciążenia generatora.

UPS-y

UPS jest odbiornikiem elektronicznym, dlatego podczas doboru agregatu trzeba uwzględnić jego moc, sposób ładowania baterii i współpracę z generatorem.

Transformatory

Podczas załączania mogą generować duży prąd magnesowania.

Oświetlenie LED

Duża liczba zasilaczy LED może powodować wysoki chwilowy prąd załączeniowy.

Dlatego samo zsumowanie wartości w kW z tabliczek znamionowych może być niewystarczające.

Przykładowe agregaty do systemów zasilania rezerwowego

MPS Elektro oferuje agregaty Emonter w kilku zakresach mocy. Kategoria obejmuje obecnie modele 34, 60, 100 i 200 kVA. Jednostki są przeznaczone do profesjonalnych zastosowań w energetyce, przemyśle i infrastrukturze technicznej.

Przykładowo model 60 kVA jest trójfazowym agregatem 400/230 V, przeznaczonym między innymi do zasilania awaryjnego obiektów przemysłowych, serwerowni i instalacji technologicznych oraz przygotowanym do współpracy z SZR/ATS.

Model 100 kVA również pracuje przy 400/230 V i 50 Hz oraz jest przewidziany do zasilania rezerwowego m.in. hal produkcyjnych, serwerowni, centrów logistycznych i infrastruktury krytycznej. Producent przewiduje współpracę z automatyką SZR/ATS.

Przy większych instalacjach dostępny jest również model 200 kVA, przygotowany do współpracy z systemami automatyki zdalnej oraz sterowania AWAR/SZR.

Zobacz agregaty prądotwórcze w MPS Elektro

Dobór agregatu do różnych obiektów

Nie należy na tej podstawie dobierać konkretnej mocy urządzenia - tabela pokazuje jedynie problemy, które trzeba uwzględnić w projekcie.

Przełączanie przewodu neutralnego - detal, którego nie można pominąć

Przy projektowaniu SZR trzeba ustalić sposób przełączania torów fazowych oraz przewodu neutralnego.

Nie istnieje jedna konfiguracja odpowiednia dla wszystkich instalacji. Rozwiązanie zależy między innymi od:

• układu sieci,
• sposobu uziemienia punktu neutralnego agregatu,
• zastosowanych zabezpieczeń,
• konstrukcji generatora,
• sposobu ochrony przeciwporażeniowej.

Z tego względu wybór pomiędzy aparaturą 3- i 4-polową nie powinien wynikać wyłącznie z liczby przewodów widocznych w rozdzielnicy.

Jest to jeden z powodów, dla których układ SZR powinien być projektowany dla konkretnej instalacji, a nie składany według uniwersalnego schematu.

Zabezpieczenia agregatu i instalacji

System awaryjny musi zapewniać ochronę zarówno podczas pracy z sieci, jak i po przełączeniu na generator.

Należy zweryfikować między innymi:

• ochronę nadprądową,
• ochronę przeciwporażeniową,
• prądy zwarciowe,
• działanie wyłączników,
• uziemienie,
• ochronę przepięciową,
• przekroje przewodów,
• selektywność,
• sposób prowadzenia przewodu neutralnego,
• ochronę samego agregatu.

Warto pamiętać, że prąd zwarciowy dostępny z generatora może mieć inne parametry niż przy zasilaniu z sieci. Zabezpieczenia powinny więc zostać sprawdzone również dla pracy rezerwowej.

Gdzie ustawić agregat?

Automatyka SZR może działać prawidłowo tylko wtedy, gdy sam agregat ma odpowiednie warunki eksploatacji.

Przy lokalizacji trzeba uwzględnić:

• dostęp powietrza,
• chłodzenie,
• odprowadzanie spalin,
• poziom hałasu,
• możliwość dostarczenia paliwa,
• dostęp serwisowy,
• ochronę przed wodą,
• bezpieczeństwo pożarowe,
• ochronę przed osobami nieuprawnionymi.

Agregaty Emonter dostępne w MPS Elektro mogą być wykonywane w wersjach otwartych lub w obudowach dźwiękochłonnych, zależnie od modelu i konfiguracji.

Zapas paliwa i autonomia

Automatyczny rozruch nie pomoże, jeśli w krytycznym momencie agregat nie ma wystarczającej ilości paliwa.

Projekt systemu powinien określać wymaganą autonomię.

Należy uwzględnić:

• pojemność zbiornika,
• zużycie paliwa przy przewidywanym obciążeniu,
• maksymalny przewidywany czas awarii,
• możliwość tankowania w trakcie pracy,
• organizację dostaw paliwa,
• minimalny poziom uruchamiający alarm.

Przy obiektach krytycznych system monitoringu może sygnalizować niski poziom paliwa, problemy z akumulatorem, nieudany rozruch i inne stany wymagające reakcji obsługi.

Akumulator rozruchowy - niewielki element, duże znaczenie

Najlepszy agregat nie przejmie zasilania, jeśli nie będzie mógł się uruchomić.

Dlatego w systemie automatycznym szczególnie ważne są:

• stan akumulatora,
• układ jego ładowania,
• temperatura otoczenia,
• instalacja rozruchowa,
• regularne próby.

Agregat rezerwowy większość czasu pozostaje bez obciążenia. Jego gotowość trzeba więc regularnie sprawdzać zamiast zakładać, że skoro urządzenie nie pracuje, to jest automatycznie sprawne.

Dlaczego testy SZR są tak ważne?

System powinien być okresowo testowany jako całość.

Samo ręczne uruchomienie silnika nie sprawdza przecież:

• detekcji zaniku sieci,
• komunikacji SZR z agregatem,
• przełącznika źródeł,
• pracy odbiorników z generatora,
• sekwencji powrotnej,
• współpracy z UPS-em,
• sygnalizacji alarmowej.

Test powinien możliwie wiernie sprawdzać scenariusz rzeczywistej awarii, zgodnie z projektem, wymaganiami obiektu i dokumentacją urządzeń.

Monitoring zdalny

W zakładach bez całodobowej obsługi warto rozważyć przesyłanie informacji o stanie zasilania do systemu nadrzędnego.

Monitoring może obejmować:

• obecność sieci,
• stan generatora,
• tryb AUTO/RĘCZNY,
• start i zatrzymanie,
• przełączenie na rezerwę,
• alarm rozruchu,
• poziom paliwa,
• napięcie,
• częstotliwość,
• temperaturę silnika,
• stan akumulatora.

Dzięki temu służby techniczne mogą dowiedzieć się o awarii nawet wtedy, gdy w obiekcie nie ma personelu.

Automatyka SZR czy ręczne przełączanie?

Automatyka SZR jest szczególnie uzasadniona tam, gdzie brak operatora nie może oznaczać długotrwałego braku zasilania.

Co ustalić przed zamówieniem agregatu i SZR?

Przed przygotowaniem projektu warto zebrać informacje dotyczące całej instalacji:

1. Jakie odbiorniki muszą działać podczas awarii?
2. Które urządzenia nie mogą mieć nawet krótkiej przerwy?
3. Jaka jest moc odbiorników rezerwowanych?
4. Jakie występują prądy rozruchowe?
5. Czy obiekt posiada UPS?
6. Czy odbiorniki można uruchamiać etapami?
7. Jak długo agregat powinien pracować bez tankowania?
8. Czy instalacja jest jedno- czy trójfazowa?
9. Jak wygląda obecna rozdzielnica główna?
10. Gdzie może zostać ustawiony generator?
11. Czy wymagane jest wykonanie dźwiękochłonne?
12. Czy potrzebny jest zdalny monitoring?
13. Jak często system będzie testowany?
14. Czy planowana jest rozbudowa obiektu?
15. Jak szybko krytyczne odbiorniki muszą odzyskać zasilanie?

Im dokładniejsze dane zostaną zebrane przed doborem, tym łatwiej przygotować system odpowiadający rzeczywistym potrzebom.

FAQ - agregat prądotwórczy z automatyką SZR

Co to jest SZR?

SZR, czyli samoczynne załączanie rezerwy, to system odpowiedzialny za automatyczne przełączenie odbiorników pomiędzy podstawowym i rezerwowym źródłem zasilania.

Czy agregat z SZR uruchomi się sam po zaniku prądu?

Tak, jeśli system pracuje w trybie automatycznym i prawidłowo wykryje warunki wymagające uruchomienia rezerwy. Sterownik wysyła sygnał startowy do agregatu, a po osiągnięciu przez niego wymaganych parametrów następuje przełączenie odbiorów.

Czy zasilanie wróci natychmiast?

Nie. Agregat spalinowy potrzebuje czasu na uruchomienie oraz ustabilizowanie napięcia i częstotliwości. Jeżeli odbiornik nie może tolerować takiej przerwy, należy zastosować odpowiednio dobrane zasilanie bezprzerwowe, np. UPS.

Czy serwerownia potrzebuje UPS-u, jeśli ma agregat?

W typowym rozwiązaniu tak, jeśli serwery mają działać bez przerwy. UPS podtrzymuje urządzenia w czasie pomiędzy zanikiem sieci a przejęciem obciążenia przez agregat.

Czy SZR automatycznie wyłączy agregat po powrocie sieci?

Prawidłowo zaprogramowany system może automatycznie przełączyć obciążenie na sieć po potwierdzeniu jej stabilności, a następnie po odpowiedniej sekwencji zatrzymać agregat.

Czy można zasilić agregatem cały zakład?

Można, jeżeli system został do tego odpowiednio zaprojektowany, ale nie zawsze jest to ekonomicznie uzasadnione. Często wydziela się obwody krytyczne i zasila z rezerwy tylko najważniejsze urządzenia.